Хранение аккумуляторов: Как хранить аккумулятор. Скажем зимой, заряженный или разряженный. Правильная инструкция

можно хранить как в заряженном, так и в разряженном состоянии.Длительное хранение может ускорить саморазряд батареи и привести к дезактивации реагентов. Хотя клетки можно хранить при температурах между -20 ° C и + 45 ° C, так как почти все батареи нагреваются, что может привести к порче активных химикатов, поэтому лучше хранить элементы в прохладной, чистой, сухой, неагрессивной среде. После длительного хранения для восстановления полной емкости может потребоваться два или три цикла глубокой разрядки.

Никель-металлогидрид

имеют характеристики, аналогичные никель-кадмиевым элементам.Они могут храниться в заряженном или разряженном состоянии и иметь аналогичные требования к хранению. Поскольку у никель-металлгидридных элементов более высокая скорость саморазряда, чем у никель-кадмиевых элементов, они будут терять больше заряда во время хранения и, скорее всего, потребуют зарядки перед использованием.

Литий-ионный

Возможный диапазон температур хранения для литий-ионных аккумуляторов составляет от -20 ° C до 60 ° C, но для длительного периода хранения рекомендуется от -20 ° C до 25 ° C, а идеально — 15 ° C.Элементы следует хранить с частичным зарядом от 30% до 50%. Хотя элементы могут храниться полностью разряженными, напряжение элемента не должно опускаться ниже 2,0 В на элемент, и элементы следует доливать, чтобы предотвратить чрезмерный разряд. Максимальное напряжение не должно превышать 4,1 Вольт

Если вторичные элементы должны храниться в течение длительного периода, состояние заряда следует регулярно проверять, и следует предусмотреть возможность подзарядки элементов до того, как напряжение элемента упадет ниже рекомендуемого минимума, после чего элементы будут испорчены непоправимо. (Это особенно верно для аккумуляторных блоков, которые могут иметь связанную электронику, которая увеличивает саморазряд элементов)

Храните батареи в морозильной камере для более длительного сохранения заряда

Хранение батарей при отрицательных или близких к отрицательным температурам температурах значительно увеличивает время, в течение которого они удерживают заряд, но только для некоторых типов батарей.Читайте дальше, чтобы узнать, какие батареи не нуждаются в обработке шкафчика для мяса, а какие — полезны.

Фото весы .

В The Huffington Post они выделяют несколько необычных вещей, которые они положили в морозильные камеры для некоторой выгоды — маски вуду? Если вас беспокоит, что в вашем церемониальном снаряжении есть червяки, во что бы то ни стало, включая батарейки. Однако оказывается, что не все батареи выигрывают от холода:

Ряд исследований показал, что хранение батарей в морозильной камере помогает им дольше сохранять заряд.Это менее верно для щелочных батарей (замораживание продлевает срок их хранения всего примерно на 5%), чем для никель-металлгидридных и никадовых батарей, часто используемых в электронике. Хранение никель-металлгидридных аккумуляторов в морозильной камере может увеличить срок их службы на 90%.

На сайте GreenBatteries, ориентированном на батареи, они расширяют эту тему более подробно:

Щелочные батареи, хранящиеся при «комнатной температуре», саморазряд со скоростью менее двух процентов в год. Так что обычно охлаждение или замораживание их только помогает поддерживать их заряд на крошечное количество.Вряд ли стоит их замораживать. Однако, если щелочные батареи хранятся при более высоких температурах, они начнут терять емкость намного быстрее. При 85 градусах по Фаренгейту они теряют только около 5% в год, но при 100 градусах они теряют 25% в год. Поэтому, если вы живете в очень жарком климате или храните батареи в очень жарком месте, возможно, вам стоит хранить щелочные батареи в холодильнике.

NiMH и NiCd батареи саморазряжаются НАМНОГО быстрее, чем щелочные батареи.Фактически, при «комнатной температуре» (около 70 градусов по Фаренгейту) NiMH и NiCD аккумуляторы будут саморазряжаться на несколько процентов ЗА ДЕНЬ. Хранение их при более низких температурах резко снизит скорость их саморазряда. NiMH аккумуляторы, хранящиеся при замораживании, сохранят более 90% своего заряда в течение полного месяца. Так что имеет смысл хранить их в морозильной камере. Если вы это сделаете, лучше всего довести их до комнатной температуры перед их использованием. Даже если вы не заморозите никель-металлгидридные аккумуляторы после их зарядки, вам следует хранить их в прохладном месте, чтобы свести к минимуму их саморазряд.

G / O Media может получить комиссию

Вы можете узнать больше мифов о батареях от GreenBattery здесь или перейти по ссылке ниже, чтобы узнать, что еще они любят запихивать в морозильную камеру в Huffington Post. Чтобы узнать больше о трюках с батареей, ознакомьтесь с нашими 10 лучшими хитростями. У вас есть собственный совет или уловка, пусть даже нетрадиционные, для продления срока службы батарей или электроники? Давайте узнаем об этом в комментариях.

Любители заморозки: 5 странных вещей, которые я замораживаю, чтобы сэкономить деньги [Сообщение Хаффингтона через Re-Nest]

Как безопасно хранить щелочные батареи

Узнайте, как безопасно хранить большие емкости внутри дома и в других местах хранения.

Если у вас много устройств с батарейным питанием, вы знаете, как важно всегда иметь под рукой свежие батареи. Без батарей вы не сможете заряжать вещи дома, на работе или даже в сумке для экстренной помощи. Поскольку вы привыкли полагаться на эти предметы, вам следует научиться безопасно хранить щелочные батареи. Таким образом, не возникнет проблем с включением предметов, когда они вам больше всего нужны.

Покупка больших аккумуляторов дает вам возможность восстановить все разряженные аккумуляторы в ваших устройствах.Вам не нужно выбирать, какие элементы наиболее полезны для вас. Вы можете оставить все свое аварийное снаряжение включенным на тот случай, когда погода решит сделать поворот к худшему. У вас также есть все элементы питания с батарейным питанием внутри вашего автомобиля, готовые к работе на тот случай, если ваш автомобиль выйдет из строя, и вы должны подать сигнал о помощи.

Это руководство расскажет вам все, что вам нужно знать о безопасном хранении щелочных батарей. Это дает вам информацию о том, нужно ли вам хранить их в холодильнике, чтобы продлить срок их службы, почему вы не должны оставлять аккумуляторы в горячей машине, где вы можете хранить запас аварийных аккумуляторов и почему это не так. отличная идея смешать и подобрать химический состав батарей при хранении или использовании ячеек.

Что морозильная камера / холодильник делает с батареей?

Морозильник или холодильник снижает температуру батареи и требует больше времени для «включения». Смысл поддержания элемента в холодном состоянии состоит в том, чтобы предотвратить потерю части его «сока». Если вы избегаете покупать батареи, срок службы которых не такой же, как у Voniko double A bulk, вы можете полностью пропустить этот шаг.

Не рекомендуется помещать батареи в морозильную камеру или холодильник, за исключением жарких мест, где температура достигает и превышает 100 градусов по Фаренгейту.В таких условиях лучше всего поместить батареи в холодные места. Батареи Voniko хорошо реагируют на экстремальные температуры, поэтому вам не нужно беспокоиться об этом, если вы покупаете элементы у нас.

Можно ли оставлять аккумуляторы в машине?

Внутри автомобиля — одно из худших мест для хранения запасных батарей. В конце концов, без кондиционера внутри всегда жарче, чем на улице. Стекло автомобиля быстро нагревает салон.Батареи плохо переносят сильную жару.

Если вам нужно оставить в машине электронное устройство, работающее от батарей, попробуйте поместить его в перчаточный ящик или консоль. Это лучший вариант для вас, потому что он имеет некоторую защиту от солнца. Хранение запасных батарей в темном пакете или контейнере внутри багажника — единственный реальный способ уберечь их от чрезмерного воздействия тепла.

Парковка в тени также помогает, так как защищает ваш автомобиль от резких солнечных лучей.Лучший способ предотвратить быструю разрядку аккумуляторов — это вынуть из автомобиля все элементы, работающие от аккумуляторов, и при необходимости носить их с собой. Вы также можете припарковать свой автомобиль в гараже, где он имеет минимальное воздействие солнца и где вы можете регулировать температуру внутри конструкции в жаркие дни.

Как хранить аварийные батареи?

Самое важное, что нужно помнить при хранении аварийных аккумуляторов, — это то, что к ним нужно спешить.Если вы вынуждены покинуть свой дом и забыли, где разместили свой тайник с клетками, они не принесут вам никакой пользы. Вы должны держать аварийные батареи там, где к ним можно будет быстро добраться.

Идеальное место в доме — прохладное темное место. Еще важнее хранить запасные батарейки AAA в сумках для чрезвычайных ситуаций, запасные фонарики и даже металлические аптечки, если это возможно. Следите за сроком годности, чтобы батареи не разряжались и не заряжались так, как должны.

Один из способов полностью избежать этой проблемы — отказаться от покупки традиционных угольных батарей и выбрать вместо них щелочные батареи Voniko. Они обеспечивают питание устройств до девяти раз дольше, чем батареи других производителей, и имеют более низкую цену на батарею, чем другие бренды, когда вы покупаете их оптом.

Где лучше всего хранить батареи?

Лучшее место для хранения запасных батарей — в прохладном темном месте, где их нельзя подвергать воздействию экстремальных температур.Слишком много тепла и слишком много холода могут отрицательно повлиять на батареи. Если вы живете в той части страны, где наблюдаются экстремальные температуры выше 100 градусов по Фаренгейту, вы можете подумать о том, чтобы поместить батареи в холодильник или морозильную камеру, чтобы они не теряли заряд.

Если вы не хотите беспокоиться о дополнительных мерах по поддержанию заряда батарей, вы можете вместо этого купить щелочные батарейки Voniko. Их мощность в шесть-девять раз выше, чем у обычных угольных батарей, и они также стоят дешевле, чем покупка отдельных батарей.Вы можете хранить их до десяти лет за раз, не опасаясь, что они окажутся бесполезными.

Батарейки типоразмера AA — это вложение в вашу безопасность и комфорт. Они позволяют вам продолжать жить по расписанию без перерывов. Вы не спешите в магазин за батареями для питания фотоаппарата перед шоу талантов вашего ребенка.

Вы не обязаны ехать в последнюю минуту в аптеку, потому что ячейки вашего устройства открывания ворот гаража разошлись, а вы об этом не знали.Удобство — это одна из вещей, которые Voniko предоставляет своим клиентам. Мы позволяем вам заказывать аккумуляторы онлайн и отправлять их прямо к вашему порогу, чтобы позаботиться о вас.

Опасно ли хранить батареи вместе?

Лучше не хранить батареи двух разных химикатов вместе. Они должны оставаться в оригинальной упаковке или вы поместите их в отдельный контейнер для сохранности.Если у вас есть какие-либо сомнения относительно того, как долго они годны, пометьте внешнюю часть коробки для справки.

Таким образом, вам не придется проверять каждую батарею с помощью тестера, чтобы убедиться в ее пригодности. Скорее проблема в том, чтобы попытаться использовать батареи двух разного химического состава вместе. Храня их отдельно, вы случайно не совершите такую ​​ошибку.

Вы можете значительно повредить предмет, используя в нем батареи двух разных химикатов. Вот почему возникает вопрос о совместном хранении батарей.Вы также покупаете батареи в разное время, и может быть непонятно, какие из старых батарей с меньшим «зарядом», а какие из новых.

Купите щелочные батареи Voniko и храните их с максимальной легкостью

Теперь, когда вы знаете, как безопасно хранить щелочные батареи, вы сможете с легкостью хранить их дома и в дополнительных складских помещениях. Вы будете знать, каких условий следует избегать и что хранение больших объемов батарей тройного А в морозильной камере или холодильнике может сократить их срок службы, а не продлить его.Вы также знаете, что делает батареи Voniko превосходными и безопасными для окружающей среды.

для возобновляемых источников энергии, увеличение объемов хранилищ для сетевых аккумуляторов

Две дымовые трубы башни Моховой электростанции над заливом Монтерей. Видимые на многие мили вдоль этого живописного участка побережья Северной Калифорнии колонны высотой 500 футов венчают некогда крупнейшую в Калифорнии электростанцию ​​- гигантский генератор, работающий на природном газе. Сегодня, когда Калифорния неуклонно движется к декарбонизации своей экономики, эти трубы простаивают, а завод в значительной степени законсервирован.Вместо этого объект вот-вот начнет новую жизнь в качестве крупнейшей в мире батареи, накапливая избыточную энергию, когда солнечные панели и ветряные электростанции вырабатывают электроэнергию, и возвращая ее в сеть, когда это не так.

Внутри огромного здания турбин в настоящее время готовится к работе 300-мегаваттная литий-ионная батарея, а еще одна 100-мегаваттная батарея будет запущена в 2021 году. Вместе они смогут разряжать электричество, достаточное для питания примерно 300 000 домов в Калифорнии. в течение четырех часов по вечерам, в периоды сильной жары и в другое время, когда спрос на энергию превышает предложение, по словам разработчика проекта Vistra Energy.

Это не единственные батареи большого размера, которые скоро будут работать на заводе Moss Landing. Дополнительные 182,5 мегаватт, производимые 256-мегапиксельными батареями Tesla, планируется начать подавать в электрическую сеть Калифорнии в середине 2021 года, с планами в конечном итоге добавить мощности на площадке, достаточной для питания каждого дома в соседнем Сан-Франциско на шесть часов, согласно Bay Районное коммунальное предприятие Pacific Gas & Electric, которое будет владеть и эксплуатировать систему. В другом месте в Калифорнии в этом году в Сан-Диего был запущен проект хранилища мощностью 250 мегаватт, началось строительство системы на 150 мегаватт недалеко от Сан-Франциско, проект 100-мегаваттной батареи близится к завершению в Лонг-Бич, а ряд других находится на стадии завершения. на разных стадиях развития по всему штату.

Калифорния в настоящее время является мировым лидером по внедрению аккумуляторных батарей большой емкости.

Благодаря стремительному падению цен и технологическому прогрессу, который позволяет батареям хранить все большее количество энергии, сетевые системы демонстрируют рекордный рост в США и во всем мире. Многие из достижений являются побочными эффектами гонки автомобильной промышленности за создание более компактных, дешевых и мощных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.В США требования штата в отношении экологически чистой энергии, наряду с налоговыми льготами для систем хранения, которые работают в паре с солнечными установками, также играют важную роль.

Калифорния в настоящее время является мировым лидером в стремлении сбалансировать непостоянство возобновляемой энергии в электрических сетях с батареями большой емкости. Но остальной мир быстро следует их примеру. Недавно объявленные планы варьируются от 409-мегаваттной системы в Южной Флориде до 320-мегаваттной станции недалеко от Лондона, Англия, до 200-мегаваттной установки в Литве и 112-мегаваттной установки в Чили.

Массовое развертывание хранилищ могло бы преодолеть одно из самых больших препятствий на пути к возобновляемой энергии — ее циклическое переключение между переизбытком, когда солнце светит или дует ветер, и нехваткой, когда солнце садится или идет ветер. По словам сторонников, сглаживая дисбаланс между спросом и предложением, батареи могут заменить «пиковые» электростанции, работающие на ископаемом топливе, которые работают на несколько часов в день, когда потребность в энергии резко возрастает. Эксперты говорят, что повсеместное хранение энергии является ключом к расширению охвата возобновляемых источников энергии и ускорению перехода к безуглеродной энергосистеме.

«Хранение энергии на самом деле является настоящим мостом в будущее экологически чистой энергии», — говорит Бернадетт Дель Кьяро, исполнительный директор Калифорнийской ассоциации солнечной энергии и накопителей.

Аккумуляторный склад в Фонтенелле недалеко от Дижона, Франция.ФИЛИПП ДЕМАЗ / AFP через Getty Images

Насколько быстро наступит это будущее, во многом зависит от того, насколько быстро расходы будут продолжать падать. По данным Управления энергетической информации США, цена на аккумуляторные батареи для коммунальных предприятий в США уже резко упала, упав почти на 70 процентов в период с 2015 по 2018 год. Столь резкое снижение цен стало возможным благодаря достижениям в химии литий-ионных аккумуляторов, которые значительно улучшили характеристики.Емкость энергии быстро увеличивалась, и батареи могут накапливать и разряжать энергию в течение еще более длительных периодов времени. Конкуренция на рынке и рост производства аккумуляторов также играют важную роль; Согласно прогнозу Национальной лаборатории возобновляемой энергии США, средние затраты на литий-ионные батареи упадут еще на 45 процентов в период с 2018 по 2030 год.

«Мы почти полностью опираемся на развитие технологии литий-ионных аккумуляторов, в основе которой лежат электромобили и бытовая электроника», — говорит Рэй Хоэнштайн, директор по рыночным приложениям компании Fluence, поставщика технологий хранения энергии с проектами хранения почти 1 гигаватт (1000 мегаватт) будет введен в эксплуатацию в Калифорнии в течение года.По словам Хохенштейна, деньги, вложенные в исследования этих приложений, снижают расходы по всем направлениям. «Это похоже на то, что мы видели с солнечными батареями».

В Калифорнии падение цен на аккумуляторы в сочетании с агрессивным стремлением штата к безуглеродной электросети к 2045 году привело к появлению большого количества проектов по хранению. Законопроект 2013 года установил цель — 1,325 гигаватт хранилища, которые должны быть введены в эксплуатацию для энергосистемы штата к 2020 году. По данным California Public, в настоящее время утверждены проекты на 1,5 гигаватта, в том числе уже установлено более 500 мегаватт. Коммунальная комиссия.Хотя нет точной цифры того, сколько хранилищ потребуется Калифорнии для достижения своей цели по безуглеродному использованию — это количество зависит от будущего сочетания технологий, использования энергии и других изменяющихся факторов — по некоторым оценкам, по меньшей мере 30 гигаватт в масштабе коммунального предприятия хранилище потребуется к 2045 году.

В США в этом году установлено рекордное хранилище емкостью 1,2 гигаватта.

Когда гигантский проект Moss Landing будет полностью запущен в середине 2021 года, он более чем вдвое увеличит объем хранилищ энергии в Калифорнии.Несколько других штатов также сейчас приступают к реализации крупных проектов по хранению энергии. Среди них: проект Ravenswood в Нью-Йорке мощностью 316 мегаватт позволит обеспечить электроэнергией более 250 000 домов на срок до восьми часов, заменив две газовые электростанции в районе Куинс города Нью-Йорка. А 409-мегаваттная система Manatee, запланированная для Южной Флориды, будет заряжаться от соседней солнечной электростанции. Предприятие, которое компания Florida Power & Light рекламирует как крупнейшую в мире систему солнечных батарей, заменит два устаревших блока, работающих на природном газе.

По данным Wood MacKenzie, исследовательской и консалтинговой компании Wood MacKenzie, по всей стране в этом году было установлено рекордное количество хранилищ — 1,2 гигаватта. Прогнозируется, что это число резко вырастет в течение следующих пяти лет и вырастет почти до 7,5 гигаватт в 2025 году. Келли Спикс-Бэкман, генеральный директор Ассоциации хранения энергии США, говорит, что добавление аккумуляторов увеличилось вдвое в 2020 году и, вероятно, утроилось бы, если бы оно было. не из-за замедления темпов строительства, вызванного пандемией Covid-19.

Несмотря на свое лидерство в развитии возобновляемых источников энергии, Европа медленнее осваивает системы хранения. «В целом Европа немного более консервативна», — говорит Даниэле Гатти, аналитик IDTechEx, британской исследовательской фирмы, специализирующейся на новых технологиях. Развитию накопителей энергии в Европе препятствует ограничительный рынок электроэнергии, на котором доминируют государственные аукционы, которые, как правило, занижают стоимость накопителей. Тем не менее, некоторые проекты по созданию больших батарей сейчас обретают форму, в том числе система Gateway мощностью 320 мегаватт, которая будет построена в новом портовом комплексе недалеко от Лондона.

Hornsdale Power Reserve, хранилище аккумуляторов мощностью 100 мегаватт в Южной Австралии. Кредит: Tesla

В глобальном масштабе Gatti прогнозирует быстрый рост накопителей энергии, достигнув 1.2 тераватта (1200 гигаватт) в течение следующего десятилетия. К ключевым игрокам относится Австралия, которая в 2017 году стала первой страной, которая установила в своей сети крупную аккумуляторную батарею со 100-мегаваттным запасом энергии Хорнсдейла, и теперь планирует добавить еще 300 мегаватт возле Виктории. Новая система будет распределять электроэнергию между штатами по мере необходимости, максимизируя эффективность существующей инфраструктуры передачи и уменьшая потребность в строительстве новых линий электропередач, которые большую часть времени будут простаивать.Подобные проекты реализуются в Германии и других странах, что подчеркивает растущую роль аккумуляторов как инструментов передачи.

Саудовская Аравия только что объявила о планах превзойти Moss Landing как крупнейшую в мире батарею с массивной солнечной батареей и накопительной системой на западном побережье страны. Объект будет обеспечивать 100-процентную возобновляемую энергию в любое время суток для курортного комплекса из 50 отелей и 1300 домов, строящихся на берегу Красного моря.

Согласно недавнему отчету, большинство электростанций, работающих на ископаемом топливе, в США.Срок службы S. завершится к 2035 году, эксперты говорят, что время для быстрого роста в области хранения энергии в промышленных масштабах не за горами. Йи Чжоу, специалист по системам возобновляемой энергии из Bloomberg NEF, говорит, что возобновляемые источники энергии в сочетании с аккумуляторными батареями уже являются экономически жизнеспособной альтернативой строительству новых газовых электростанций. Сочетание выработки электроэнергии с накоплением особенно хорошо работает с солнечной энергией, которая обычно следует предсказуемой ежедневной схеме. В США расходам также способствовал федеральный инвестиционный налоговый кредит — 30-процентная налоговая скидка для новых солнечных установок.Фактически, говорит Чжоу, по мере того, как в сеть поступает больше солнечной энергии, стоимость эксплуатации газовых станций фактически возрастает.

Батареи начинают достигать размера, позволяющего возобновляемым источникам энергии заменять генераторы природного газа среднего размера.

«Это в основном потому, что теперь они вынуждены намного чаще переключаться между циклами из-за проникновения солнечной энергии», — говорит Чжоу. «Это увеличивает износ и сокращает срок их службы».

даже начинают достигать размера — около 200 мегаватт — что позволяет возобновляемым источникам энергии заменять малые и средние генераторы природного газа, говорит Хоэнштайн.«Теперь мы можем по-настоящему создать эти гибридные ресурсы — солнечные, накопительные, ветровые — и выполнять ту работу, которую традиционно выполняли электростанции, работающие на ископаемом топливе», — говорит Хоэнштайн, чья компания наблюдает всплеск интереса к таким крупным проектам.

Добавление хранилищ также делает возобновляемые источники энергии более прибыльными, говорит Уэсли Коул, энергетический аналитик Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии. «Одна из проблем возобновляемых источников энергии заключается в том, что чем больше вы подключаете к сети, тем больше снижается ее ценность», — говорит Коул.Хранение помогает справиться с этим, впитывая избыточную энергию, которая была бы потеряна в середине дня, когда спрос на электроэнергию ниже, и перемещая ее в то время, когда она более ценная.

В то время как накопители энергии процветают на дорогостоящих рынках, таких как Калифорния, цены на аккумуляторы все еще должны снижаться, чтобы обеспечить широкомасштабное глобальное развертывание. В США сторонники надеются, что новая администрация Байдена будет проводить более благоприятную энергетическую политику, включая продление инвестиционного налогового кредита, который снижается до 10 процентов для коммерческих солнечных систем и заканчивается для бытовых солнечных систем в 2022 году, а также распространяет льготы на автономные системы. место хранения.

Как Байден может направить США на путь к безуглеродной электроэнергии. Прочитайте больше.

Однако даже без дополнительных стимулов аналитики оптимистично смотрят на то, что цены на батареи в конечном итоге упадут до достаточно низкого уровня для повсеместного использования накопителей энергии.

«Мы видим, что хранилище играет важную роль в каждом будущем, на которое мы смотрим», — говорит Коул. «И не один или два гигаватта… а десятки или сотни гигаватт».

Вариант накопителя энергии для различных целей

Хранение энергии приобретает все большее значение в электроэнергетике.Технология литий-ионных аккумуляторов была внедрена во многих местах, но проточные аккумуляторы предлагают значительные преимущества при длительном использовании и ситуациях, требующих регулярной езды на велосипеде в течение дня.

Химический состав проточных батарей уже давно испытан в электроэнергетике, и большинство аналитиков согласны с тем, что они идеально подходят для длительной выработки энергии с очень низким уровнем деградации компонентов в более крупных и масштабных развертываниях.

При сроке службы до 30 лет, в зависимости от химического состава электролита, проточные батареи могут обеспечить непревзойденную уверенность в стоимости по сравнению с другими появляющимися на рынке технологиями хранения.Хотя проточные батареи в настоящее время представляют собой более высокие первоначальные капиталовложения, чем литий-ионная конфигурация аналогичного размера, они становятся более конкурентоспособными, если оценивать их по совокупной стоимости владения в течение 20–30-летнего жизненного цикла. Более того, затраты на проточные батареи снижаются по мере внедрения технологий и повышения эффективности производства.

В бытовых помещениях проточные батареи лучше всего подходят для более длительных периодов разряда (шесть часов и более) с приращениями мощности в мегаваттном масштабе.Некоторые варианты использования предпочитают проточные батареи другим типам аккумуляторов. Для приложений, где требуется несколько циклов зарядки / разрядки каждый день, проточные батареи доступны в течение миллисекунд в зависимости от нагрузки, и они могут быстро заряжаться от различных доступных источников питания. Фактически, в зависимости от конфигурации резервуара проточные батареи могут разряжаться и заряжаться одновременно, обеспечивая поддержку емкости или напряжения почти неограниченно. Атрибуты проточных батарей включают:

■ Продемонстрировано более 10 000 циклов батарей с небольшой потерей емкости накопителя или без нее.

■ Скорость нарастания составляет от миллисекунд для нагнетания, если насосы работают, до нескольких секунд, если насосы не работают.

■ Скорость перезарядки проточных батарей также достаточно высока.

■ Широкий температурный диапазон для режимов работы и ожидания по сравнению с литий-ионными вариантами.

■ Небольшая пожарная опасность или ее отсутствие.

■ Химические вещества, которые представляют ограниченный риск для здоровья человека из-за воздействия.

■ Простое увеличение производительности путем добавления объема электролита (хотя для этого может потребоваться больше резервуаров и трубопроводов).

Как работают системы потока

Несмотря на то, что существуют десятки различных типов проточных батарей, только от 10 до 12 конкретных химикатов кажутся готовыми для коммерческого применения. Все работают по одному и тому же основному принципу включения жидкого электролита в качестве источника электричества постоянного тока (DC), которое проходит через инвертор для преобразования в мощность переменного тока (AC).

В проточной батарее окислительно-восстановительного потенциала католит и анолит хранятся в отдельных резервуарах, а насосы используются для циркуляции жидкостей в батарею с электродами, разделенными тонкой мембраной.Эта мембрана позволяет ионному обмену между анолитом и католитом производить электричество. Вырабатываемая мощность зависит от площади поверхности электродов, а продолжительность хранения зависит от объема электролита. Для некоторых технологий мощность и энергию можно масштабировать независимо, что позволяет легко настраивать аккумулятор.

В гибридной проточной батарее электроактивный материал осаждается на поверхности электрода во время цикла заряда, а затем растворяется обратно в растворе электролита во время разряда.Для гибридных технологий продолжительность хранения зависит как от объема электролита, так и от площади поверхности электрода. Хотя большинство гибридных технологий могут работать от шести до 12 часов, мощность и энергия не полностью разделены.

Flow могут быть сконфигурированы как как одиночный резервуар, обычно для небольших приложений, так и как сдвоенный резервуар, обычно на большей площади. В системах с одним резервуаром обычно используются цинковые или другие металлические батареи, а в системах с двумя резервуарами требуется электролит, состоящий из соленой воды, железа, ванадия или других минералов.

Flow меняется в зависимости от области применения и размера проекта. Коммерческие системы, расположенные за метром, обычно представляют собой упакованные блоки мощностью в киловатт, которые могут поместиться в типичном подсобном помещении. Для распределительных устройств в диапазоне от 1 МВт до 5 МВт существуют контейнерные и / или модульные решения с различными уровнями масштабируемости в зависимости от требований к продолжительности хранения. Разрабатываемые промышленные проекты могут иметь хранилища электролита на миллионы галлонов, поэтому в отрасли наблюдается тенденция к созданию большого количества стековых модулей, соединенных вместе и подключенных по трубопроводу к большим, монтируемым на месте резервуарам.

и компоненты балансировки системы, такие как трубопроводы, насосы, уплотнения, системы охлаждения и контрольно-измерительные приборы, требуют большего регулярного обслуживания, чем литий-ионные конфигурации. Однако при соблюдении правил текущего обслуживания производительность проточной батареи не должна ухудшаться в течение срока службы проекта. Когда затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M) сравниваются с затратами на увеличение емкости литий-ионных аккумуляторов, необходимыми для компенсации снижения производительности, годовые затраты на проточную батарею становятся менее дорогими.

Сценарии использования

Хотя конкретные рынки мощности и коэффициенты нагрузки сильно различаются во всем мире, проточные батареи могут использоваться в нескольких случаях. Что еще более важно, проточная батарея может иметь большую гибкость в использовании, чем литий-ионные системы, разработанные для конкретного применения.

, предназначенные для глубокого разряда, будут демонстрировать большее ухудшение производительности (с потенциальными последствиями для гарантии), если они включаются несколько раз в день или используются для различных приложений, таких как частотная характеристика.Поскольку производительность проточной батареи не снижается, после установки системы существует меньше ограничений на варианты использования. Что еще более важно, проточная батарея потенциально может выполнять несколько сценариев использования в зависимости от рыночных сигналов и возможностей системы управления энергопотреблением. В связи с неопределенностью, связанной с развитием рынка систем хранения данных ISO / RTO и динамично развивающимся сочетанием ресурсов в сети, владелец может быть более уверен в том, что актив проточной батареи может оставаться актуальным на рынке в течение 20–30-летнего срока службы проекта.Примеры использования включают:

Арбитраж. В зависимости от вашего рынка электроэнергии, арбитраж может быть лучшим вариантом использования емкости проточной батареи. В частности, в периоды высокой пиковой нагрузки на оптовых рынках электроэнергии наблюдаются быстрые колебания цен, и по мере того, как затраты на электроэнергию начинают расти, емкость, доступная от крупномасштабных конфигураций проточных батарей, может стать экономичной. Синхронизируя емкость проточной батареи, чтобы она была доступна быстро и с продолжительностью от шести до восьми часов и более, в то время как цены за киловатт находятся на пике, можно получить значительный доход.

За счетчиком. Коммерческие устройства устанавливаются за счетчиками на производственных предприятиях, в больницах, университетских городках и даже в жилых районах в качестве средства для снижения энергопотребления при взимании надбавок. В зависимости от тарифных тарифов и программ сокращения энергии в ответ на спрос, предлагаемых местными коммунальными предприятиями, проточные батареи могут быть экономичным вариантом для снижения затрат на электроэнергию, просто разряжая батареи в периоды добровольного сокращения или когда местные тарифы высоки.

Поддержка вольт / вар. Инверторные генераторы, такие как проточные и литий-ионные батареи, могут работать аналогично синхронным конденсаторам в фидерных цепях из-за их способности обеспечивать поддержку быстродействующим напряжением. Обладая способностью генерировать или поглощать реактивную мощность по мере необходимости для регулировки напряжения сети, проточные батареи, подключенные к интеллектуальным инверторам, могут обеспечивать функцию поддержки распределительной сети, в частности, поскольку системы предназначены для возникающих пиковых потребностей в подзарядке от электромобилей.

Сопряжение возобновляемых источников энергии. Как проточные, так и литий-ионные батареи становятся привлекательными вариантами для увеличения доступности возобновляемых источников солнечной и ветровой энергии на большее количество часов дня, чтобы противостоять хорошо известным проблемам с перебоями. Благодаря проточным батареям, способным обеспечивать питание в течение более длительного периода времени, и с возможностью линейного увеличения или уменьшения без ухудшения характеристик, разработчики и коммунальные предприятия активно оценивают эти технологии.

Емкость для черного старта. Обычно, когда электростанция останавливается, она потребляет энергию из сети, чтобы обеспечить начальную мощность, необходимую для перезапуска больших генераторов и возврата электростанции к полноценной работе. Однако во время массовых отключений, когда обратная подача электроэнергии недоступна, для запуска генератора может потребоваться локальный блок запуска из черного источника. Обычные генераторы с черным запуском работают на дизельном топливе или природном газе, но мощность с запуском на черном топливе также может быть обеспечена от аккумуляторов, увеличенных в размерах, чтобы обеспечить необходимую мощность для возобновления работы станции.

Разнообразие ресурсов. Многие коммунальные предприятия уже давно выбрали стратегии планирования ресурсов, в которых используются различные источники энергии, от традиционных ископаемых и ядерных источников энергии до возобновляемых источников энергии и хранения энергии. Сочетая благоприятные характеристики как литий-ионных, так и проточных батарей, коммунальные предприятия могут снизить риски по всему своему портфелю вариантов хранения энергии.

Барьеры Технологии потоковых аккумуляторов должны преодолеть

Литий-ионные технологии доминируют на сегодняшнем рынке систем хранения данных, и для этого есть веские причины.Но по мере роста проникновения на рынок возобновляемых источников энергии все больше владельцев обращаются к активам с более длительным сроком эксплуатации.

Снижаются затраты как на литий-ионные, так и на проточные батареи, и трудно предсказать, где и когда цены установятся. При использовании современных технологий удельная стоимость литий-ионных аккумуляторов (долл. / КВтч) обычно снижается после 4 часов хранения из-за необходимости добавления большего количества тех же батарей. Однако стоимость проточной батареи продолжает снижаться по мере увеличения продолжительности хранения до восьми — 12 часов.Модули питания для 4-часовой системы такие же, как для 12-часовой системы, поэтому дополнительные затраты на добавление продолжительности / энергии к проточной батарее связаны с добавлением электролита в систему.

На рис. 1 показаны результаты анализа стоимости жизненного цикла, в котором сравниваются 20-мегаваттные, 8-часовые (160-мегаваттные) литий-ионные и проточные аккумуляторные системы. Модель включает капитальные затраты, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также затраты на оплату за 20-летний срок реализации проекта. Итоговые значения чистой приведенной стоимости (NPV) рассчитываются и сравниваются.

Анализ основан на следующих ключевых предположениях:

■ Единый контракт, методология полного цикла «инженер-закупка-строительство» (EPC).

■ Затраты владельца, затраты на вывод из эксплуатации, страхование, налоги и доходы не включены.

■ Затраты основаны на опыте Burns & McDonnell и информации о поставщиках технологий, доступных в 2021 году, и не являются репрезентативными для какой-либо конкретной технологии или производителя оригинального оборудования (OEM).

■ Текущее обслуживание в течение 20 лет включено. В литий-ионную технологию включено усиление на основе минимальной начальной избыточной сборки.

■ Включены значения КПД за 1 год в оба конца: 70% для проточной системы и 84% для литий-ионной системы.

■ Ставка дисконтирования составляет 8,5%. Скорость увеличения затрат на ЭиТО и энергию составляет 2,5%.

При использовании современных технологий капитальные затраты на проточные батареи почти вдвое превышают стоимость литий-ионной системы аналогичного размера. При более длительном хранении и увеличении срока службы улучшаются экономические показатели, но не ожидается, что он достигнет паритета с литий-ионными батареями при сегодняшних ценах. Затраты на вывод из эксплуатации и переработку могут быть в пользу проточных батарей, поскольку электролит легче утилизировать или утилизировать (в зависимости от типа технологии), но эти затраты все еще растут.По мере того, как производители производственного оборудования улучшают масштабы производства и эффективность цепочки поставок, а подрядчики EPC получают опыт работы на местах, затраты будут продолжать падать. Тем не менее, проточные батареи преследуют движущуюся цель, в связи с чем стоимость литий-ионных аккумуляторов падает.

Основным препятствием для полного проникновения на рынок технологий проточных батарей сегодня является просто отсутствие коммерциализации по сравнению с тяжелой установочной базой конкурирующих литий-ионных технологий. В ближайшем будущем вполне вероятно, что будут установлены более относительно небольшие установки для проточных батарей, пока не будет установлена ​​широкая коммерческая репутация и не будут подтверждены варианты использования, затраты и окупаемость инвестиций.■

— Тиша Скроггин-Уикер, PE — менеджер по производству проточных батарей, а Киран Макинерни, PE — старший инженер в Burns & McDonnell.

Взлом Кодекса по переработке аккумуляторов энергии

Это один из четырех блогов в серии, посвященной текущим проблемам и возможностям утилизации экологически чистых технологий.См. Вводный пост , а также другие статьи о солнечных панелях и ветряных турбинах . Особая благодарность Джессике Гарсия, научному сотруднику UCS по политике чистой энергии Среднего Запада на лето 2020 года, за поддержку в исследованиях и соавторство этих публикаций.